Points d’article
- Mise à la terre
- Comment positionner les éléments de mise à la terre
- Conducteur de descente
- Paratonnerre paratonnerre
- Vérification et surveillance des performances du système de protection contre la foudre
- Protection de survoltage
- Audit du réseau électrique de la maison
- Protection de la maison (classe B)
- Protection de ligne (classe C)
- Protection de l’appareil (classe D)
L’article traite des moments critiques de l’organisation de la protection contre la foudre de vos propres mains, qui nécessitent une attention particulière. Il sera utile de les connaître même si la protection contre la foudre est réalisée par des spécialistes tiers.
Mise à la terre
Pour nous protéger de la décharge électrique, qui est la foudre, nous devons résoudre deux problèmes. Le premier est d’attraper une telle décharge. Et deuxièmement, envoyez-le dans un endroit sûr à la maison. Cet endroit sûr est la terre. Nous allons commencer avec lui.
La photo montre peut-être la conception de mise à la terre la plus populaire pour un petit bâtiment. Cette conception a trois conducteurs de mise à la terre, qui sont situés aux coins d’un triangle équilatéral. En fait, ce n’est pas un dogme. Et le nombre de conducteurs de mise à la terre peut être différent, ainsi que leur position relative. Le plus important est qu’une telle conception offre une mise à la terre fiable. Les paramètres de mise à la terre les plus importants sont définis par des documents tels que PUE (Règles d’installation électrique, chapitre 1.7) et GOST (GOST 12.1.030-81 « Sécurité électrique. Mise à la terre. Mise à zéro », GOST R 50571.10-96 Partie 5. Chapitre 54. « Dispositifs de mise à la terre et conducteurs de protection « ).
Le paramètre principal qui parle de la capacité de la mise à la terre à fournir une protection est la résistance, qui ne doit pas dépasser 4 ohms. Vous pouvez trouver des structures de mise à la terre constituées d’un seul élément de mise à la terre. Certes, l’approfondissement d’un tel conducteur est généralement d’au moins 30 m, ce qui est impossible à mettre en œuvre sans équipement spécial sur le site d’une maison de campagne. Par conséquent, au lieu d’un élément de mise à la terre, plusieurs sont pris. Le nombre d’éléments et leur profondeur sont déterminés par des conditions spécifiques.
Sur la base des conditions moyennes de notre pays, trois éléments de mise à la terre sont généralement utilisés, qui doivent être enterrés 3-5 m.Il est à noter qu’après l’installation d’une telle structure, il est nécessaire de mesurer la résistance. S’il est inférieur à 4 ohms, tout va bien. Si c’est plus, alors il n’y a pas besoin de s’énerver. Un ou plusieurs éléments supplémentaires peuvent être ajoutés pour réduire la résistance.
Comment positionner les éléments de mise à la terre
Il existe une règle simple qui dit que la distance entre les éléments de mise à la terre ne doit pas être inférieure à deux fois la profondeur à laquelle ils sont enfoncés. C’est la raison de la popularité du triangle équilatéral, c’est l’option d’hébergement la plus compacte. En fait, si vous respectez l’exigence de distance entre les éléments de mise à la terre, ils peuvent même être placés dans une ligne.
La deuxième question la plus importante est le choix du matériau. En principe, comme le suggère la logique, n’importe quel conducteur peut être utilisé. Cependant, nous devons considérer non seulement les paramètres électriques, mais aussi comment ce matériau se comportera en termes de fiabilité et de sécurité. Il n’y a que trois matériaux en PES: l’acier noir, l’acier galvanisé et le cuivre. Par conséquent, il vaut mieux choisir de se limiter à eux, et de ne pas prendre les risques des expérimentateurs.
En fonction du matériau choisi, vous devez respecter les exigences minimales de la section transversale. Ainsi, pour l’acier noir rond, le diamètre doit être d’au moins 16 mm, pour l’acier galvanisé et le cuivre – 12 mm. Il est possible d’utiliser non seulement des éléments de mise à la terre ronds. Vous pouvez prendre un rectangle ou même un coin. Il est intéressant de noter que dans le document l’angle n’est indiqué que pour l’acier noir. Restrictions en acier noir – Section transversale de 100 mm2 avec une épaisseur de paroi de 4 mm. Pour acier galvanisé 75 mm2 à 3 mm et pour cuivre 50 mm2 à 2 mm respectivement.
Lors du choix d’un matériau, le coût, la disponibilité et la durabilité sont généralement évalués. En termes de durabilité, il n’est pas recommandé d’utiliser des raccords. Le fait est que la couche supérieure du renfort est durcie, ce qui affecte les paramètres électriques. De plus, le renfort rouille plus vite. Il y a encore une idée fausse. Il existe désormais de nombreux moyens de protéger les métaux ferreux de la corrosion. Par conséquent, il peut être tentant de traiter les éléments de mise à la terre avec une telle protection. Il est interdit de le faire pour une raison simple – une telle mise à la terre ne fonctionnera pas, mais avec ce revêtement, nous isolons les éléments de mise à la terre du sol.
Après avoir choisi le matériau, une autre question se pose, comment connecter correctement les éléments de mise à la terre individuels?
La connexion doit être fiable, durer plus d’un an. En général, il n’y a pas de solution idéale unique. Le soudage est généralement utilisé pour l’acier noir. Si vous effectuez une connexion boulonnée, chaque élément se corrodera et la probabilité d’une violation de la conductivité ne fera qu’augmenter. Certes, le joint soudé devient le point le plus vulnérable en termes de corrosion. Il est tout à fait possible de le traiter avec un composé protecteur, cela n’affectera pas la résistance de l’ensemble du système.
Ne soudez pas d’acier galvanisé. Au niveau de la couture, la couche protectrice sera cassée. En revanche, si vous utilisez des connecteurs spéciaux en acier galvanisé, la connexion sera protégée de la corrosion, ce qui signifie que la fiabilité de fonctionnement sera assurée. Ils font de même avec les éléments en cuivre. Il existe également des technologies de soudage, mais elles sont extrêmement rares et coûteuses. Il est à noter que l’acier inoxydable peut également être utilisé. Il est également préférable de ne pas le souder, mais d’utiliser une connexion boulonnée. Et il convient de noter que ce matériel n’est pas pris en compte dans le PSE..
Le matériau a été sélectionné, les connexions ont été déterminées, vous pouvez procéder à l’installation. Vous devez commencer par le balisage. Choisir un endroit pour placer les éléments de mise à la terre. Ici, vous devez vous rappeler que l’élément de mise à la terre le plus proche doit être à au moins 1 m de la fondation. Ce n’est pas non plus nécessaire, nous devons toujours connecter la mise à la terre avec le conducteur de descente. Aux endroits où se trouvent les éléments de mise à la terre, nous creusons des trous de 0,5 à 1 m de profondeur, puis nous connectons ces trous avec des fossés de même profondeur. Les éléments de mise à la terre d’environ 3 m de long peuvent être enfoncés avec une masse. Cependant, tout dépend du type de sol..
Ensuite, nous connectons les éléments verticaux les uns aux autres. Pour la connexion, du ruban adhésif est généralement utilisé, n’oubliez pas les exigences relatives à la section transversale et à l’épaisseur de la plaque. Une fois l’assemblage de mise à la terre terminé, vous devez vérifier son intégrité et organiser une connexion fiable avec le conducteur de descente. Ensuite, vous devez le recouvrir de terre, qu’il est souhaitable de compacter.
Oui, ce serait bien de mesurer la résistance avant le remblayage. Nous parlerons de la façon de procéder ci-dessous. En attendant, rappelez-vous que si la résistance est supérieure à 4 ohms, vous devez réfléchir à l’endroit où placer un autre élément de mise à la terre.
Conducteur de descente
À première vue, l’élément est simple, mais il lui est confié la solution de la tâche la plus importante – la délivrance d’une décharge électrique du paratonnerre à la mise à la terre. Le conducteur de descente doit être fiable et sûr. Fiable – cela signifie que lorsqu’un courant électrique passe, il ne s’effondrera pas et en toute sécurité – lorsqu’un courant électrique passe, il ne nuira pas à la maison elle-même et à l’équipement qui y est placé. Il n’est pas difficile de fabriquer un tel conducteur de descente, mais pour cela, il est nécessaire de suivre certaines règles.
Commençons par le matériau à partir duquel les conducteurs de descente peuvent être fabriqués. L’utilisation d’acier, de cuivre et d’aluminium est autorisée. La barre ou le fil rond le plus couramment utilisé. La section transversale d’un tel conducteur de descente ne doit pas être inférieure: pour le cuivre – 16 mm, pour l’aluminium – 25 mm, pour l’acier – 50 mm. Faites attention à l’aluminium. Le collage direct du cuivre et de l’aluminium n’est pas autorisé. Par conséquent, il vaut mieux ne pas les utiliser. Et si vous ne pouvez pas vous en passer, une telle connexion doit être établie à l’aide de boulons en matériau neutre. On peut noter qu’il n’y a aucune restriction sur l’utilisation de l’acier. Il est recommandé d’utiliser de l’acier galvanisé pour protéger le conducteur de descente de la corrosion.
Un conducteur de descente est posé le long de la distance la plus courte entre le paratonnerre et la mise à la terre, des lignes droites horizontales ou verticales. Le nombre de connexions dans le conducteur de descente doit être minimisé. Et si de telles connexions sont nécessaires, elles doivent être fiables. Soudage, brasage ou boulonnage autorisé.
Le conducteur de descente est fixé directement aux murs. S’ils sont fabriqués dans un matériau non combustible, il est permis de placer des conducteurs de descente non seulement sur le mur, mais également dans le mur. Si le mur est fait d’un matériau combustible, il existe un risque d’incendie; lors du passage d’une décharge électrique, le conducteur de descente peut chauffer à une température dangereuse. Par conséquent, dans le cas de matériaux combustibles, le conducteur de descente est placé à une distance d’au moins 10 cm de la surface du mur. Placez les conducteurs vers le bas loin des fenêtres et des portes. Si cela n’est pas possible pour une raison quelconque, alors un conducteur de descente en isolation haute tension doit être utilisé dans cette zone. Ne placez pas de conducteurs de descente dans les tuyaux de descente.
Le nombre de conducteurs de descente dépend de la conception de l’objet protégé, de la forme et de la taille de la maison de campagne et du degré de protection requis. Avec le degré de protection I le plus élevé, la distance moyenne entre les conducteurs de descente doit être de 10 m. Avec le degré de protection IV, la distance moyenne est de 25 m. Plusieurs conducteurs de descente sont des connexions électriques parallèles, ce qui signifie que le courant circulant dans chaque conducteur sera moindre. De ce fait, une diminution de l’échauffement d’un tel conducteur lors du passage d’une décharge électrique, ce qui réduit le risque d’incendie.
La présence de plusieurs conducteurs de descente réduit également un autre effet néfaste de la foudre. Lorsqu’une décharge électrique traverse le conducteur de descente, un fort champ électrique se produit, ce qui provoquera une surtension induite dans les réseaux et les appareils situés dans la maison. Il est clair qu’une diminution du courant dans le conducteur réduit également l’intensité du champ électrique.
Les règles autorisent l’utilisation d’éléments de construction comme conducteurs de descente. Cela peut être une charpente métallique d’un bâtiment, d’autres éléments métalliques. Même le renforcement d’un bâtiment ou un revêtement de façade métallique. L’essentiel est que la continuité électrique entre les éléments soit fiable et durable. Par exemple, pour le renforcement, il est considéré comme suffisant si 50% de toutes les barres horizontales et verticales ont des joints soudés. L’épaisseur des éléments de revêtement de façade doit être d’au moins 0,5 mm. Utiliser uniquement des conducteurs de descente naturels peut être risqué, mais en combinaison avec un conducteur de descente séparé équipé, vous pouvez obtenir plusieurs conducteurs de descente à la fois, et donc les avantages discutés ci-dessus..
En tant que conducteurs de descente et éléments de mise à la terre, il est impossible d’utiliser des conduites à travers lesquelles des substances inflammables sont transportées. Dans une maison de campagne, il s’agit de conduites de gaz et d’égouts, car le méthane est libéré lors de la décomposition des matières fécales et des déchets organiques.
Paratonnerre paratonnerre
Les paratonnerres peuvent être achetés prêts à l’emploi ou vous pouvez les fabriquer vous-même. Les tailles et les conceptions des paratonnerres peuvent être différentes. Ainsi, la longueur des appareils finis est généralement de 2,5 à 15 m. Il est important que le sommet du sommet de l’aérogare soit au-dessus du point le plus élevé de la structure. Des mâts supplémentaires peuvent être utilisés. La forme de la barre n’est pas très importante, l’essentiel est que la section transversale corresponde aux normes. Différents matériaux nécessitent un minimum différent: cuivre – 35 mm2, aluminium – 70 mm2 et acier – 50 mm2.
On pense que plus la pointe de la lance à air terminal est affûtée, plus elle fonctionnera efficacement. En revanche, si elle est frappée par la foudre, une pointe trop fine brûlera ou se brisera. Et il sera beaucoup plus sensible aux processus oxydatifs. Par conséquent, ici, vous devez trouver un terrain d’entente.
Le paratonnerre protège un certain espace, qui peut être estimé comme suit. Nous dessinons une ligne droite de l’extrémité de l’aérogare au sol, tandis que l’angle entre la ligne droite et l’aérogare est pris égal à 45 degrés. En prenant une ligne droite comme générateur, nous construisons un cône protecteur. Si la structure se trouve entièrement à l’intérieur de ce cône, la maison sera considérée comme protégée. Si ses pièces individuelles dépassent du cône, la protection sera insuffisante, il est nécessaire d’installer un paratonnerre supplémentaire. Nous construisons un nouveau cône protecteur autour de lui. Si les deux cônes couvrent un bâtiment, la maison est protégée. Sinon, nous choisissons un endroit pour un autre paratonnerre. Nous faisons cela jusqu’à ce que la maison soit protégée..
Vérification et surveillance des performances du système de protection contre la foudre
Nous avons organisé la mise à la terre, installé un paratonnerre, les avons connectés avec des conducteurs de descente, l’installation est terminée. Nous devons maintenant vérifier si notre système fonctionnera. La connexion électrique des différents éléments et leurs connexions peuvent être vérifiées avec un testeur conventionnel. Mais la résistance de terre ne peut pas être vérifiée avec un simple testeur..
Des spécialistes peuvent être invités à mesurer la résistance. Vous pouvez essayer de le faire vous-même, seulement pour cela, vous avez besoin d’un appareil spécial et d’une paire d’électrodes supplémentaires. Nous examinerons comment mesurer la résistance, en utilisant l’exemple de l’utilisation de l’appareil M-416, qui est assez populaire et facile à utiliser..
Compteur de mise à la terre М-416
Des électrodes supplémentaires sont généralement fournies avec l’appareil. Nous les organisons conformément au schéma. Avant de mesurer, les électrodes doivent être enterrées à environ 0,5 m.
Circuit de mesure de résistance de terre: 1 – boucle de terre, 2 – niveau de terre
La protection contre la foudre nécessite une surveillance régulière. Il est nécessaire de vérifier son intégrité électrique et de surveiller la résistance de mise à la terre. Il est préférable de le faire lorsque les conditions climatiques sont les moins favorables. La résistance sera maximale dans deux cas: en été, lorsque le temps chaud et sec a été long, et en hiver, dans la période la plus froide. À ce moment, le niveau d’humidité du sol est minimal, respectivement, la résistance à la terre est maximale.
Si le contrôle montre que tout est normal, alors nous pouvons supposer que la protection externe contre la foudre est terminée. Mais ce n’est que la moitié de la bataille. Il est également nécessaire de prévoir une protection interne, appelée protection contre les surtensions..
Protection de survoltage
Il n’y a pas de protection complète contre les orages. Mais afin de protéger autant que possible de ses effets, en plus de la protection externe, interne.
Auparavant, nous avons déjà examiné le cas où une surtension induite peut se produire dans les réseaux domestiques, qui est causée par la foudre qui a frappé le paratonnerre. Nous avons même trouvé un moyen de réduire les effets néfastes. En fait, c’est un cas rare. Plus souvent, la foudre affecte le réseau sans même entrer dans le paratonnerre. Un coup de foudre sur une ligne qui alimente en électricité une maison peut avoir des conséquences tragiques, même s’il s’est produit à quelques kilomètres de la maison. C’est d’un tel impact que nous essaierons de nous protéger..
Audit du réseau électrique de la maison
La première chose à faire est d’auditer le réseau électrique existant. Le fait est que la protection ne sera efficace que lorsque le réseau électrique interne est correctement réalisé. Commençons par le plus simple. Sortons la prise du boîtier d’installation et voyons combien de fils y sont connectés. S’il y en a deux, le réseau nécessite une profonde modernisation. Le fait est que le bon réseau électrique moderne est à trois fils: un fil pour la phase, le deuxième pour le zéro fonctionnant et le troisième pour le zéro protecteur. Si seulement deux fils sont connectés à la prise, cela signifie qu’il n’y a tout simplement pas de protection zéro.
Il existe une idée fausse courante et nuisible. Un électricien inexpérimenté peut faire une découverte par lui-même – en se rendant compte que le zéro de travail et le zéro de protection sont toujours connectés au standard, cela signifie que vous pouvez économiser de l’argent. Du point de vue du circuit électrique, rien ne changera si les zéros de travail et de protection sont connectés directement à la prise. Et même les appareils électroménagers exigeants qui vérifient la présence d’un zéro protecteur fonctionneront dans ce cas..
Dans les anciennes installations électriques, aucun zéro protecteur n’était prévu, cette situation peut être considérée comme un patrimoine historique. Et lorsque des prises à trois contacts sont apparues, certains électriciens ont commencé à utiliser cette astuce. En fait, une telle décision est tout simplement inutile. La tâche principale du zéro de protection est de se protéger contre les surtensions et les chocs électriques en cas de panne d’un travailleur. Il est clair que si vous court-circuitez dans la prise, il n’y aura pas de protection. Par conséquent, il est nécessaire de vérifier la carte d’entrée et de mesure (dispositif de distribution d’entrée, ASU). Même avec une connexion monophasée, lorsqu’il n’y a que deux fils à l’entrée, il est déjà nécessaire de connecter un zéro de protection sur la carte d’entrée. Et à partir de ce bouclier, connectez un zéro protecteur séparé, puis nous nous débarrasserons d’un héritage peu fiable.
La prochaine étape de la préparation du réseau interne consistera à vérifier, et si nécessaire, l’organisation du système d’égalisation de potentiel. En général, l’égalisation de potentiel minimise les effets néfastes des courants de fuite. Même dans les conditions les plus ordinaires, les courants de fuite ont des conséquences négatives. Il s’agit d’un choc électrique et d’une corrosion accélérée des fils, et d’une éventuelle surtension lorsque le zéro de fonctionnement grille. En cas de surtension due à la foudre, les conséquences peuvent être encore pires..
Les documents réglementaires définissent la procédure de construction d’un système de péréquation de potentiel. Nous devons connecter cette terre à la terre principale de la maison via le système de liaison équipotentielle. Cela se fait dans le blindage ASU, généralement avant même le compteur d’électricité.
Après une telle modernisation, vous pouvez commencer à organiser une protection interne efficace contre les surtensions..
Protection de la maison (classe B)
Le but de l’organisation de la protection contre les surtensions à ce niveau est clair, il est nécessaire de protéger l’ensemble de l’installation électrique domestique des coups de foudre directs dans un bâtiment ou une ligne de transport d’électricité, ainsi que des surtensions induites provoquées par de tels chocs. Un dispositif de protection est installé dans le blindage ASU jusqu’au compteur électrique. Les parafoudres sont les plus couramment utilisés, bien que des varistances puissent également être utilisées. Plus important encore, ils répondent aux exigences des équipements de classe B.
Parafoudre de classe B
Les principaux paramètres sont indiqués sur le corps de l’appareil. Pour de tels appareils, le courant d’impulsion transmis doit être d’au moins 10 kA et celui à court terme peut atteindre 50 kA, la tension maximale doit être de 2,0-2,5 kV.
Les appareils peuvent être monocanaux, comme indiqué sur la photo. Ce sera suffisant pour une entrée monophasée. Avec une entrée triphasée, il est plus pratique d’utiliser des appareils à trois canaux.
Aucun dispositif de protection n’est installé entre le zéro de travail et le zéro de protection à ce niveau. Le boîtier est conçu pour s’adapter sur un rail DIN. Exigences relatives aux matériaux et à la construction – le feu et les étincelles à l’extérieur du boîtier de l’appareil doivent être exclus. Un court-circuit n’est pas autorisé même si l’appareil tombe en panne.
Protection de ligne (classe C)
Les appareils de ce niveau ne peuvent pas protéger contre les coups de foudre directs. Ils sont conçus pour les surtensions résiduelles, qui subsistent après le passage du parafoudre à l’entrée. Un tel appareil est généralement déjà installé dans les tableaux de distribution. S’il y en a plusieurs, par exemple à chaque étage, des dispositifs de protection peuvent être installés indépendamment dans chaque panneau de plancher. À ce niveau, il est préférable d’utiliser des appareils à quatre canaux. Le quatrième canal est utilisé pour définir entre les zéros de travail et de protection..
Appareil à 4 canaux
Des parafoudres peuvent être utilisés à ce niveau, bien que les varistances soient plus couramment utilisées. Habituellement, leurs paramètres sont suffisants. Pour de tels appareils, le courant d’impulsion transmis doit être d’au moins 10 kA et le court terme peut atteindre jusqu’à 40 kA, la tension maximale doit être de 1,3 kV. Les autres exigences sont similaires à celles de la classe B.
Pour que la protection de ligne fonctionne correctement, la distance le long du câble des appareils du niveau précédent doit être d’au moins 7 à 10 m, ce qui fournit un niveau de retard suffisant. Dans une petite maison de campagne, il se peut que la distance soit moindre. Par conséquent, il est nécessaire d’organiser une ligne à retard artificielle, ce qui est facile à faire en installant une self avec une inductance d’au moins 12 μH. Il est clair qu’un starter doit être installé sur chaque canal.
Protection de l’appareil (classe D)
C’est la dernière couche de protection. Non requis pour tous les appareils. Pour la plupart, les deux niveaux précédents suffiront. Néanmoins, pour la protection de certains appareils particulièrement sensibles et coûteux, une telle protection est toujours souhaitable. Les dispositifs de protection peuvent être intégrés dans des prises et autonomes.
Dispositif de protection de catégorie D
L’appareil illustré sur la photo est connecté directement à la prise, et alors seulement l’appareil qui nécessite une protection est connecté. Ils peuvent être combinés, en plus de la protection contre les surtensions dans le réseau électrique, ils peuvent en outre fournir une protection pour les réseaux à faible courant. L’appareil illustré sur la photo a la capacité de protéger votre réseau informatique domestique.
En mettant en œuvre une protection externe et une protection contre les surtensions dans une maison de campagne, nous obtenons le plus haut niveau de protection contre les orages actuellement disponible..
Est-ce que quelqu’un a des conseils ou des astuces pour fabriquer ma propre protection contre la foudre?
Est-ce que quelqu’un peut recommander des techniques de protection contre la foudre que nous pourrions mettre en œuvre nous-mêmes (DIY) ? Nous cherchons des options abordables et efficaces pour protéger notre maison et nos équipements électriques. Toute suggestion serait appréciée.